石墨消解-原子熒光法測定土壤中汞、砷

杜健鵬 李芳芳

摘要：本文采用石墨消解儀進行快速消解后應用原子熒光光度計測定土壤中的汞、砷元素含量。結果表明：測量所得的汞、砷的含量精密度及準確度滿足測定要求，為土壤汞、砷的測定提供了一種快速可靠的消解方法。

關鍵詞：土壤;石墨快速消解;汞;砷;原子熒光法

Abstract：The content of mercury and arsenic in soil was determined by atomic fluorescence spectrometry after rapid digestion by graphite digestion instrument.The results show that the precision and accuracy of the measured mercury and arsenic content meet the requirements of determination，which provides a rapid and reliable digestion method for the determination of soil mercury and arsenic.

Key words：Soil;Rapid graphite digestion;Mercury;Arsenic;Atomic fluorescence method

土壤中的汞和砷以多種形態存在，既有揮發性的，也有溶解性的，可以通過地表水、地下水、大氣、農產品、土壤直接接觸等不同途徑對人體健康造成危害。汞和砷也是最為常見的土壤重金屬污染物。因此在土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準中汞、砷被列入到必測的45項基本項目中。

目前常用的土壤汞、砷檢測標準有GB/T 22105.1-2008、GB/T 22105.2-2008、HJ 680-2013等標準，國標方法中用具塞比色管進行消解，玻璃器皿容易發生汞吸附，且消解過程中時常由于壓力過大容易發生泄漏，導致檢測結果誤差。環境標準中采用微波消解進行消解，但是需要轉移樣品定容，過濾等步驟較為繁瑣，導致整個消解過程時間相對較長。本實驗采用石墨消解儀進行快速消解，將國標方法和行標方法進行優化，提高消解效率，滿足實驗室大批量樣品的分析，且其測定結果令人滿意。

1 實驗部分

1.1 實驗設備和試劑

儀器設備：原子熒光光度計BAF-2000（北京寶德）;石墨消解儀SPB 50-72（美國PE公司）;萬分之一天平Practum224-1CN（德國賽多利斯）。

試劑：鹽酸（優級純，廣州試劑廠）;硝酸（優級純，廣州試劑廠）;抗壞血酸（優級純，科密歐）;硫脲（優級純，阿拉丁）;硼氫化鉀（優級純，科密歐）;氫氧化鈉（優級純，科密歐）。

1.2 溶液配制

用1%的HCL溶液將1000mg/L砷標準溶液配制成濃度為10mg/L的標準儲備液，該儲備液可以保存1年。用1%的汞標準固定液將100mg/L的汞標準溶液配制成濃度1mg/L的標準中間使用液，該溶液在4℃下可保存100d。逐級再配制成0.1mg/L的汞標準使用液。

取10mg/L的砷標準儲備液0.3mL置于50mL容量瓶中，加入5mL鹽酸、5mL硫脲溶液、5mL抗壞血酸溶液，用水稀釋至刻度，配制出濃度為60μg/L的曲線最高點，儀器自動稀釋設定標準曲線濃度分別為0.00，10.0，20.0，30.0，40.0，60.0μg/L。

取0.1mg/L的汞標準使用液0.5mL置于50mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，配制出濃度為1μg/L的曲線最高點，儀器自動稀釋設定標準曲線濃度分別為0.00，0.10，0.20，0.40，0.80，1.00μg/L。

汞的還原劑為1%的硼氫化鉀和0.5%的氫氧化鈉溶液，砷的還原劑為2%的硼氫化鉀和0.5%的氫氧化鈉溶液，載流為5%的鹽酸溶液。

1.3 樣品前處理

按HJ/T 166-2004《土壤環境監測技術規范》要求自然風干、研磨、過10目篩后，取約100g樣品繼續細磨至過100目篩后備用，準確稱取0.20g左右土壤樣品置于50mL塑料離心管中，加入10mL王水，旋緊蓋子，后回旋半圈，于石墨消解儀上加熱，調節溫度125℃加熱120min，中間搖動幾次，加熱結束后取下冷卻，用水定容至50mL混勻，待澄清后取上清液進行測定。

1.4 樣品試液的制備

將處理得到的樣品試液搖勻放置后，取5mL上清液于10mL的離心管中，加入0.5mL鹽酸，混勻室溫靜置30min后用水定容至10mL，此為汞待測溶液。取2mL上清液于10mL的離心管中，加入1mL鹽酸和2mL硫脲和抗壞血酸混合溶液，混勻室溫放置30min后用水定容至10mL，此為砷待測溶液。

1.5 儀器工作參數

根據儀器的靈敏度和曲線濃度最高點的熒光響應值，確定儀器的最優測試參數。具體工作參數見表1。

2 實驗結果

2.1 標準曲線及相關系數

在上述儀器的工作條件下，將汞、砷的標準曲線最高點分別按既定的程序進行標準曲線的測定，根據熒光響應值繪制出標準曲線。標準曲線見表2。

2.2 方法檢出限

等量稱取7份已加入一定量汞砷標液的空白樣品，按照樣品處理方法和上述儀器工作條件下分別進行處理及分析測定，分別計算結果得出標準偏差，按照公式MDL=t（n-1，0.99）*S計算出方法檢出限，見表3。

2.3 方法精密度和準確度

兩元素分別準確稱取了3種含量適宜的土壤成分標準物質，按全程序分別平行測定6次，計算樣品的平均值、標準偏差、相對標準偏差，并做出符合性判定，見表4。

從實驗結果看出，本方法測定的土壤中汞、砷的測定結果準確可靠，精密度較好。

3 結論

本文采用石墨消解儀加熱消解汞、砷，優化了國標與行標的消解程序，大大降低了消解過程中的不確定性，減少了樣品前處理所需的時間，并通過運用原子熒光光度計對元素汞和砷進行測定，實驗結果證明汞、砷元素的精密度和準確度較好，滿足測定要求。因此石墨消解儀快速消解土壤中汞、砷元素的含量方法可行、簡便、耗時短，分析樣品效率高。為測定土壤中汞、砷元素的含量提供一種適合大批量土壤樣品的汞、砷分析的可靠的方法。

參考文獻

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收稿日期：2020-06-12

作者簡介：杜健鵬（1987-），男，漢族，本科學歷，環境監測中級工程師，研究方向為土壤重金屬元素分析。